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UNIVERSIDADE DA REGIO DA CAMPANHA URCAMP

CENTRO DE CINCIAS DA ECONOMIA E INFORMTICA

CURSO DE INFORMTICA

DESENVOLVIMENTO DE UM GERENCIADOR DE TEMPERATURA PARA

DATACENTER UTILIZANDO ARDUINO

MICHEL R. ISERHARDT

Bag, RS

2010

MICHEL R. ISERHARDT

DESENVOLVIMENTO DE UM GERENCIADOR DE TEMPERATURA PARA

DATACENTER UTILIZANDO ARDUINO

Monografia apresentada ao Centro de Cincias da Economia e Informtica da Universidade da Regio da Campanha (URCAMP, RS), como requisito parcial obteno do ttulo de Bacharel em Sistemas de Informao.

Orientador: Prof. Abner Guedes

Bag, RS

2010

Dedico esta obra aos meus pais, que

sempre me deram fora, amor, carinho e o

exemplo de sucesso.

AGRADECIMENTOS

Agradeo a Deus (pelas preces atendidas), minha irm Mirela e meu

sobrinho Pedro Henrique (pelo carinho), ao meu cunhado Kico (pelas dicas de

programao), ao meu tio Alemo (que me apresentou o computador), ao meu prof.

orientador Abner Guedes e demais professores do curso de Sistemas de Informao

da URCAMP (pela confiana depositada), ao engenheiro eletrnico Srgio Duarte

(pela pacincia), aos meus verdadeiros amigos e a todos que de alguma forma

contriburam para que este sonho se concretizasse.

E sem saber que era impossvel, ele foi l e

Fez. (Jean Cocteau)

RESUMO

Este trabalho trata-se de desenvolver um gerenciador de temperatura para datacenter utilizando Arduino, uma plataforma de hardware e software open-source que muito utilizada pra criao de projetos na rea de robtica e instrumentao. O objetivo principal fazer com que o produto desenvolvido emita avisos sonoros e/ou visuais em caso de anomalia na temperatura do datacenter. Isso pode ajudar o administrador de redes a tomar uma providncia a tempo, antes que qualquer equipamento possa vir a ter problemas por superaquecimento. A pesquisa caracteriza-se por ser exploratria descritiva, tendo em vista o estudo de caso e posterior implantao realizada no prdio da Reitoria da Universidade Federal do Pampa Unipampa. Palavras-chave: datacenter arduino robtica - gerenciador de temperatura

ABSTRACT

This work deals with developing a Datacenter Temperature Manager using Arduino, an open-source software and hardware platform that is broadly used in the creation of projects for the robotics and instrumentation areas. The main goal is that of making the developed product to emit sound and/or visual warnings in case of its detecting some anomaly in the datacenter temperature. This can help the network administrator to make timely decisions before any gear can develop overheating problems. The search is characterized as explorative-descriptive of a case study and its later implementation in the server facilities of the Rectory Building of the Universidade Federal do Pampa Unipampa.

Keywords: datacenter - arduino robotics temperature manager

NDICE DE FIGURAS

Figura 1 - Datacenter de grande porte ............................................................................... 16 Figura 2 - Rack para instalao de servidores ................................................................. 17 Figura 3 - Termmetro digital ............................................................................................... 18 Figura 4 - Mdulo NetBotz 200, marca APC ..................................................................... 19 Figura 5 - Equipamentos constantes no datacenter da Reitoria da Unipampa ........... 22 Figura 6 - O modelo de placa controladora Arduino Duemilanove ................................ 25 Figura 7 - Seletor de alimentao do Arduino Diecimila ................................................. 27 Figura 8 - Microcontrolador Atmega168 ............................................................................. 28 Figura 9 - Arquitetura do microcontrolador Atmega168 .................................................. 28 Figura 10 - Disposio dos LEDs no Arduino Diecimila .................................................. 30 Figura 11 - Placa Arduino UNO ........................................................................................... 31 Figura 12 - O modelo de placa controladora Freeduino BR ........................................... 32 Figura 13 Processing, editor de programao ............................................................... 36 Figura 14 - Modelos de solda e multmetro ....................................................................... 38 Figura 15 - Protoboard para circuitos experimentais ....................................................... 39 Figura 16 - Mapeamento de uma Protoboard ................................................................... 40 Figura 17 - Ethernet shield oficial para Arduino ................................................................ 41 Figura 18 - Shield utilizada no projeto do Gerenciador de Temperatura ...................... 42 Figura 19 - Estrutura do sensor de temperatura LM35 ................................................... 43 Figura 20 - Sensor de temperatura LM35 .......................................................................... 43 Figura 21 - Visor LCD com driver compatvel com HD44780 ......................................... 44 Figura 22 - Resistor de 10k ............................................................................................... 46 Figura 23 - Potencimetro de trs contatos ...................................................................... 46 Figura 24 - Trimpot projetado para ser utilizado em circuitos ........................................ 47 Figura 25 - Conjunto de LEDs vermelhos .......................................................................... 49 Figura 26 - Alarme em fase experimental .......................................................................... 53 Figura 27 - Acesso aos relatrios de histrico de temperaturas .................................... 55 Figura 28 - Gerenciador de Temperatura Digital em fase final ...................................... 56 Figura 29 - Gerenciador de Temperatura Digital e Termmetro .................................... 57 Figura 30 - Gerenciador de Temperatura Digital instalado no datacenter ................... 58 Figura 31 - Sensor de temperatura fixado ao rack ........................................................... 58 Figura 32 - Valor de cada soluo encontrada ................................................................. 61

LISTA DE ABREVIATURAS

C Graus celsius - Ohm A - Ampre AD Active Directory AREF Analog reference pin for the A/D Converter ASC American Standard Code AVCC Supply voltage pin for the A/D Converter BR - Brasil COM - Communications CPD Centro de Processamento de Dados DHCP - Dynamic Host Configuration Protocol E - Enable EEPROM - Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory EXT Alimentao externa FTDI - Future Technology Devices International Gnd Ground I Corrente eltrica IP Internet Protocol K - Quilo-ohm Kbyte Kilobyte LAN Local Area Network LCD Liquid Crystal Display LED - Light Emitting Diode m metros mA - miliampre MIT Massachusetts Institute of Technology NPN Negativo / positivo / negativo PB Port B PC Port C PD Port D PNP Positivo / negativo / positivo PWM Pulse-Width Modulation PWR Power R Resistncia eltrica (ohm ) R/W Read / Write

RAM Random Access Memory RJ-45 Registered Jack 45 RS Register Select RX Receptor RXD Receptor digital TI Tecnologia da Informao Trimpot - Trimmer potentiometer TX Transmissor TXD Transmissor digital Unipampa Universidade Federal do Pampa USA - United States of America USB Universal Serial Bus V Tenso eltrica (Volt) VC Video Conferncia VCC Power supply voltage (Digital) VSS - Power supply voltage (Ground)

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SUMRIO

INTRODUO .......................................................................................................... 12 1 DATACENTER ....................................................................................................... 16 1.1 TEMPERATURA IDEAL DE UM DATACENTER ................................................ 17 1.2 SOLUES PARA GERENCIAMENTO DE TEMPERATURA DE DATACENTER .......................................................................................................... 17 1.3 ESTRUTURA DO DATACENTER DA REITORIA DA UNIPAMPA ..................... 21 2 ARDUINO ............................................................................................................... 23 2.1 Estrutura do Arduino ........................................................................................... 24 2.2 O LANAMENTO MAIS RECENTE DA FAMILIA ARDUINO .............................. 30 2.3 CLONES DO ARDUINO ...................................................................................... 31

2.3.1 Freeduino BR ........................................................................................... 32 3 LINGUAGEM PROCESSING ................................................................................. 33 3.1 SETUP ................................................................................................................ 33 3.2 LOOP .................................................................................................................. 33 3.3 DRAW ................................................................................................................. 34 3.4 DECLARAO DE VARIVEIS .......................................................................... 34 3.5 ALGUNS COMANDOS UTILIZADOS FREQUENTEMENTE .............................. 35 4 COMPONENTES NECESSRIOS PARA O DESENVOLVIMENTO DO GERENCIADOR DE TEMPERATURA DIGITAL UTILIZANDO ARDUINO.............. 38 4.1 PROTOBOARD ................................................................................................... 39 4.2 SHIELD ............................................................................................................... 40 4.3 O SENSOR DE TEMPERATURA LM35.............................................................. 42 4.4 O VISOR LCD HITACHI HD44780 ...................................................................... 44 4.5 RESISTORES E POTENCIOMETROS ............................................................... 45 4.6 ALARME SONORO ............................................................................................. 47 4.7 LED ..................................................................................................................... 48 5 DESENVOLVIMENTO DO GERENCIADOR DE TEMPERATURA DIGITAL ........ 50 5.1 MEDIO DA TEMPERATURA .......................................................................... 50 5.2 INSTALAO DO VISOR LCD ........................................................................... 51 5.3 DESENVOLVIMENTO DO ALARME .................................................................. 52

11

6 PRODUTO FINAL E IMPLANTAO ................................................................... 54 6.1 PRODUTO FINAL ............................................................................................... 54 6.2 IMPLANTAO ................................................................................................... 56 CONCLUSO ........................................................................................................... 59 REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS ......................................................................... 62 ANEXOS ................................................................................................................... 64 ANEXO A CDIGOS FONTE COMENTADOS ...................................................... 65 ANEXO B CIRCUITO ELETRNICO ..................................................................... 75 ANEXO C TABELA DE CUSTOS ........................................................................... 76

12

INTRODUO

Um datacenter, ou Centro de Processamento de Dados (CPD), o local onde

so concentrados os equipamentos de processamento e armazenamento de dados

de uma empresa ou organizao (Wikipedia 2010).

Ter controle de temperatura de um datacenter um aspecto de forte

relevncia dentro de um ambiente de administrao de redes de computadores. Os

equipamentos expostos a temperaturas fora dos padres podem acarretar em danos

e at mesmo diminuio da vida til destes. Ainda assim, muitas organizaes

pecam nesse sentido, focando apenas em outros aspectos como poder de

processamento, capacidade de armazenamento, entre outros.

Existem algumas organizaes que mantm uma sala, onde o datacenter est

localizado, em ambiente climatizado. Porm, sem um controle preciso da

temperatura. A ausncia deste controle que pode acabar fazendo com que a

temperatura fique fora da faixa normal de trabalho.

O mercado atual no dispe de uma gama de produtos para controle de

temperatura de datacenter, e os poucos que existem custam um valor muito alto,

invivel para a maioria das organizaes de pequeno porte. Dessa forma,

desenvolver uma ferramenta prpria para gerenciamento de temperatura pode, alm

de ser mais vivel economicamente, gerar um produto que se adapte perfeitamente

s necessidades. Para isso, utilizar um microcontrolador de placa nica como o

Arduino se torna uma alternativa considervel, j que este foi desenvolvido, entre

outros fins, para criao de pequenos equipamentos de robtica e sistemas

embarcados, que so as reas foco deste trabalho.

13

OBJETIVO GERAL

Desenvolver um sistema de gerenciamento de temperatura para datacenter.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

a) Apresentar o Arduino e sua utilizao;

b) Adaptar o Arduino para o uso como sistema embarcado de gerenciamento

de temperatura;

c) Implantar o sistema no datacenter do prdio da Reitoria da Unipampa.

JUSTIFICATIVA

O estudo entende-se ser importante, porque objetiva apresentar uma soluo

para um problema comum no universo das redes de computadores.

De acordo com a empresa de tecnologia Tripletech (2010), quando se deixa a

temperatura do datacenter subir, automaticamente se economiza energia no sistema

de refrigerao; porm, com o aumento da temperatura, h o efeito indesejado da

ineficincia de passagem de corrente no silcio, aumentando sua dissipao trmica,

bem como maior consumo de energia pelo aumento de rotao das ventoinhas dos

servidores, necessrias para aumentar o fluxo de ar (mais quente) para refrigerar os

componentes do servidor.

A falta de um sistema eficiente para gerenciamento de temperatura pode

acarretar em danos de equipamentos de Tecnologia da Informao (TI). A vida til

dos equipamentos tambm pode ser aumentada quando se tem um ambiente com

temperatura equilibrada.

A dificuldade existe porque sistemas como esse so difceis de encontrar no

mercado. Um produto com preo economicamente vivel e que atenda s

especificaes necessrias para um bom gerenciamento de temperatura algo que

pode custar muito caro e, muitas vezes, se tornar invivel para organizaes de

pequeno porte. Isso faz do desenvolvimento de um equipamento para

gerenciamento de temperatura de datacenter uma opo importante.

14

METODOLOGIA

Este projeto dever ser dividido nas etapas citadas abaixo:

a) anlise das solues existentes no mercado atual. Nessa etapa o objetivo

saber o quanto pode ser vivel o desenvolvimento de uma soluo

prpria para o problema;

b) aquisio do Arduino e estudo do seu funcionamento e programao. A

idia descobrir suas limitaes, capacidade de interao com outros

equipamentos eletrnicos e definir uma sequncia para o

desenvolvimento do sistema de gerenciamento de temperatura;

c) anlise da estrutura do datacenter do prdio da Reitoria da Unipampa,

para definio dos pontos crticos e aspectos que devem ser levados em

considerao para atingir eficcia no desenvolvimento do sistema;

d) desenvolvimento do sistema embarcado para gerenciamento de

temperatura de datacenter utilizando o Arduino;

e) o projeto ser finalizado com a implantao do sistema gerenciador de

temperatura no datacenter do prdio da Reitoria da Unipampa.

CARACTERIZAO DA PESQUISA

A pesquisa caracteriza-se por ser exploratria descritiva, tendo em vista o

estudo de caso a ser realizado no datacenter do prdio da Reitoria da Unipampa.

ESTRUTURA DO TRABALHO

O trabalho divide-se em oito captulos: Introduo, Datacenter, Arduino,

Linguagem Processing, Componentes Necessrios para o Desenvolvimento do

Gerenciador de Temperatura Digital Utilizando Arduino, Desenvolvimento do

Gerenciador de Temperatura Digital, Produto Final e Implantao, e Concluso.

A introduo trata-se de uma breve explicao de como o trabalho se

realizar, seus objetivos, justificativa, metodologia, caracterizao da pesquisa e

como foi estruturado.

O captulo Datacenter conceituar o centro de processamento de dados e

apresentar as possveis condies de temperatura necessrias para se obter um

15

melhor desempenho e utilizao dos equipamentos do datacenter localizado no

prdio da reitoria da Unipampa. Tambm sero citadas algumas solues

encontradas no mercado para executar o processo de gerenciamento de

temperatura de datacenters;

O captulo Arduino apresentar a placa Arduino, sua finalidade, reas de

atuao e seus principais componentes. Tambm sero citados alguns projetos

similares que surgiram partir do Arduino, em especial o Freeduino BR, que

fabricado no Brasil;

No captulo Linguagem Processing sero apresentados alguns conceitos

sobre esta linguagem de programao que , atualmente, a mais utilizada em

projetos envolvendo o Arduino;

No captulo Componentes Necessrios para o Desenvolvimento do

Gerenciador de Temperatura Digital Utilizando Arduino sero apresentados alguns

instrumentos da rea de eletrnica que faro parte do circuito que dar incio ao

processo de desenvolvimento do Gerenciador de Temperatura Digita;

O captulo Desenvolvimento do Gerenciador de Temperatura Digital

mostrar como se dar o desenvolvimento deste equipamento que dever ser a

soluo para um problema comum na maior parte das organizaes de pequeno

porte;

O captulo Produto Final e Implantao apresentar os ajustes necessrios e

os primeiros testes executados com o Gerenciador de Temperatura Digital.

A Concluso abordar aspectos positivos e negativos de cada uma das

solues e se houve sucesso na escolha pelo desenvolvimento do Gerenciador de

Temperatura Digital.

16

1 DATACENTER

Segundo o site da Wikipedia (2010), um datacenter, ou Centro de

Processamento de Dados (CPD), o local onde so concentrados os equipamentos

de processamento e armazenamento de dados de uma empresa ou organizao.

O tamanho do datacenter pode variar de acordo com a estrutura de tecnologia

de informao que a empresa dispe. Empresas que trabalham com uma grande

quantidade de informaes tendem a ter datacenters de grande porte, como o

mostrado na figura abaixo.

Figura 1 - Datacenter de grande porte

Fonte: infoplaypodcast.wordpress.com

Um datacenter como o mostrado acima comumente encontrado em

empresas que tem a Tecnologia de Informao como rea principal. Entretanto, a

maior parte das empresas no dispe de uma grande quantidade de equipamentos

para ocupar um datacenter de grande porte. Estas empresas normalmente optam

por usar um rack nico para a instalao dos servidores e demais equipamentos de

redes de computadores.

17

Figura 2 - Rack para instalao de servidores

Fonte: mercadolivre.com.br

No caso especfico da Reitoria da Unipampa, onde objetiva-se a implantao

do Gerenciador de Temperatura, o datacenter composto de um rack similar ao

mostrado na figura 2.

1.1 TEMPERATURA IDEAL DE UM DATACENTER

De acordo com a empresa de hospedagem de servidores Locaweb (2010), a

temperatura interna ideal para um datacenter 21C, com variao mxima de 2C

para mais ou para menos.

Para se manter um ambiente nessas condies, alm de ter equipamentos de

refrigerao que garantam a temperatura ideal, o administrador de redes deve contar

com um sistema de gerenciamento de temperatura que assegure que esta est

constantemente dentro da faixa normal de trabalho.

1.2 SOLUES PARA GERENCIAMENTO DE TEMPERATURA DE DATACENTER

O trabalho em questo trata do desenvolvimento de um Gerenciador de

Temperatura para datacenter. Porm, tomar uma deciso como esta requer uma

anlise das opes que o mercado atual dispe, pois a criao de uma ferramenta

18

para executar qualquer funo dentro de uma organizao s vivel se satisfeitas

as seguintes condies: o mercado atual no dispe de um produto que atenda as

necessidades e, se dispe, tem preo superior ao que dever ser aplicado no

desenvolvimento do Gerenciador de Temperatura.

Alguns modelos de rack para datacenter j possuem um termmetro de

temperatura instalado, que no o caso do que foi adquirido pela reitoria da

Unipampa. Uma soluo para este problema poderia ser a aquisio e posterior

instalao de um termmetro digital.

Figura 3 - Termmetro digital


Segundo o site mercadolivre.com.br em outubro de 2010, um termmetro

digital como o da imagem acima custa em mdia R$ 35,00. Ainda que o custo seja

relativamente baixo, um produto como este no necessariamente d ao

administrador de redes a certeza de que a temperatura do datacenter est

constantemente em sua faixa normal. Se este termmetro possusse algum tipo de

alerta, a ser ativado no caso de a temperatura estar fora da faixa normal de trabalho,

seria um produto interessante para a atual necessidade, mesmo que isso viesse a

aumentar um pouco o seu valor de mercado.

A fabricante de equipamentos de infraestrutura de TI APC possui uma soluo

importante para gerenciamento de temperatura de datacenter. Este produto,

chamado de mdulo NetBotz 200, quando instalado em um rack de servidores faz a

leitura da temperatura e/ou umidade.

19

Figura 4 - Mdulo NetBotz 200, marca APC

Fonte: apc.com

O mdulo mostrado na figura acima tem capacidade para a instalao de at

seis sensores de temperatura modelo AP9335, que usam conectores padro

Registered Jack 45 (RJ-45).

Na parte frontal do mdulo tambm encontra-se a porta Beacon, que serve

para conectar uma luz de alarme que dever ficar localizada na parte externa do

rack.

O acesso ao mdulo NetBotz 200 pode ser feito atravs da porta console,

padro RS-232, ou via browser atravs da rede. atravs deste acesso que so

ativados os sensores e criadas as regras de gerenciamento de temperatura.

Indiscutivelmente a soluo da APC de grande valia para o objetivo de

gerenciar a temperatura de um datacenter. Porm, este produto peca no alto custo

de aquisio, conforme a tabela abaixo.

Equipamento Valor ($)

Mdulo NetBotz 200

460,67

Sensor AP9335T

69,11

Luz de alarme AP9324

114,91

Custo total: 644,69

Tabela 1 - Custo total da soluo da APC em 28/10/2010

Fonte: Provantage Superstore - 7249 Avenue, New Yourk, USA

20

A tabela acima mostra que o custo total da soluo, nos Estados Unidos, $

644,69. Este valor no inclui os custos de importao e frete. Mais informaes

sobre este produto podem ser encontradas no site http://www.provantage.com.

A importadora SoloStocks vende um produto chamado Datalogger -

Registrador de Temperatura ITLOG-70. Este produto faz a leitura da temperatura e a

exibe em um visor localizado em sua parte frontal. A ele tambm podem ser

configuradas regras de temperaturas mxima e mnima, de forma que, se ultrapassar

algum dos limites, ascender-se- uma luz vermelha do tipo Light Emitting Diode

(LED). O registrador possui ainda uma memria interna que pode armazenar as

quatro mil ltimas temperaturas. A sua faixa de trabalho vai de -30 a 70 graus celsius

(C).

Uma soluo um pouco mais sofisticada que tambm comercializada pela

SoloStocks o Termmetro IP para datacenter, que no possui visor frontal para

mostrar a temperatura atual, porm utiliza o protocolo Internet Protocol (IP) para

enviar notificaes caso esta esteja fora do seu estado normal. Este produto possui

um pequeno servidor web integrado que mantm um histrico das ltimas 100

medies de temperatura. Quanto conectividade, basta conect-lo rede Local

Area Network (LAN) com IP fixo ou como cliente Dynamic Host Configuration

Protocol (DHCP).

A tabela abaixo mostra o custo de cada uma das solues da importadora

SoloStocks.

Equipamento Valor (R$)

Datalogger

273,60

Termmetro IP

880,00

Tabela 2- Custo das solues da SoloStocks em 28/10/2010

Fonte: Importadora SoloStocks

21

Mais informaes sobre estes produtos podem ser encontradas no site

http://www.solostocks.com.br.

Analisados os produtos disponveis no mercado, tem-se que uma soluo

interessante o desenvolvimento de um sistema personalizado, fabricado com base

nas especificaes elencadas pelo prprio administrador de redes. Para idealizar tal

soluo, utilizar uma placa controladora como o Arduino torna-se uma opo vivel.

Com um investimento relativamente baixo, aliados a conhecimentos de eletrnica e

programao, possvel desenvolver um projeto satisfatrio. Esses foram os

argumentos que foram levados em conta para escolher, como mais vivel, a opo

de se desenvolver um sistema prprio para gerenciamento de temperatura.

1.3 ESTRUTURA DO DATACENTER DA REITORIA DA UNIPAMPA

A Universidade Federal o Pampa (Unipampa), com sede na cidade de Bag-

RS, caracteriza-se por ser uma universidade multicampi, abrangendo tambm as

cidades de Jaguaro, Dom Pedrito, Santana do Livramento, Caapava do Sul, So

Gabriel, Alegrete, Itaqui, So Borja e Uruguaiana.

na cidade de Bag que fica o prdio da Reitoria, onde est localizado o

datacenter no qual ser feita a implantao do gerenciador de temperatura.

Este prdio conta hoje com cerca de 70 computadores clientes do tipo

desktop e quatro impressoras em rede. Tambm fazem parte da estrutura um

equipamento de Video Conferncia (VC) e trs computadores servidores, so eles:

a) servidor de voz sobre Internet protocol (VoIP), marca Itautec, modelo

InfoWay;

b) servidor Proxy/Firewall, marca Lenovo, modelo ThinkCentre;

c) servidor Active Directory (AD), marca Dell, modelo PowerEdge 2950.

Os trs servidores listados acima ficam alocados no datacenter do prdio.

Neste local, estes dividem espao com os equipamentos abaixo:

a) um roteador, marca Cisco, modelo 3600;

b) trs switches, marca D-link, modelo Des-3550;

c) dois modems pertencentes empresa Oi, que o provedor de internet

contratado pela Unipampa.

22

A figura abaixo ilustra a relao de equipamentos constantes no datacenter,

com exceo do Equipamento de VC e da Rede Interna, que aparecem na imagem

apenas por questes de melhor entendimento estrutural da rede.

Figura 5 - Equipamentos constantes no datacenter da Reitoria da Unipampa Fonte: Dados primrios

A busca por um melhor desempenho e preservao dos equipamentos

listados acima, fez surgir a necessidade de se encontrar uma soluo para o

processo de gerenciamento da temperatura deste datacenter, que fica localizado no

prdio da Reitoria da Unipampa.

23

2 ARDUINO

O projeto do Arduino comeou em 2005 na cidade de Ivrea, na Itlia. O

objetivo inicial era desenvolver uma ferramenta de baixo custo e fcil manuseio, j

que estas eram duas fortes limitaes que impediam muitos estudantes, escolas e

pesquisadores de iniciar atividades relacionadas robtica em seus laboratrios.

Segundo Rafael Quines (2010), o Arduino pode ser usado para desenvolver

objetos interativos, tomando entradas de vrios switches ou sensores, e controlando

uma variedade de luzes, motores, mecanismos, entre outras sadas. Os projetos do

Arduino podem tanto ser autnomos, como se comunicar com softwares.

Por possuir licena totalmente open-source, no que se refere a hardware e

software, alguns profissionais da rea de eletrnica fazem questo de montar seu

prprio Arduino.

Todos os componentes podem ser adquiridos separadamente, e j

encontram-se diversas comunidades com o objetivo de ajudar os desenvolvedores

nos processos de montagem. Ainda assim, o mtodo mais comum de aquisio,

atualmente, a compra direta atravs dos revendedores autorizados espalhados

pelo mundo.

A poltica open-source trouxe muitas vantagens, pois motivou o surgimento de

outros projetos similares que desenvolvem placas com a mesma arquitetura

encontrada no Arduino.

Segundo Marcelo Leite (2010), open-source um conceito de distribuio de

software, que estabelece como fundamentais, os princpios de desenvolvimento

compartilhado, distribuio na forma de cdigo fonte e licenciamento gratuito.

Qualquer trabalho desenvolvido em open-source pode ser modificado para

atender novas necessidades, desde que o trabalho derivado seja disponibilizado a

todos, tambm de forma gratuita. A integridade e notoriedade dos autores

preservada, sendo registrado o nome de cada um dos colaboradores nas verses

subsequentes.

Em relao ao Arduino, sua arquitetura formada basicamente por um

microcontrolador e vrias entradas e sadas analgicas e digitais. Os modelos mais

atuais possuem uma interface Universal Serial Bus (USB) para conexo com um

computador hospedeiro, de onde so enviadas as linhas de cdigo para o

24

microcontrolador. Nos modelos mais antigos essa conexo era feita pelo padro

Serial/RS-232.

O Arduino pode ser usado para desenvolver objetos interativos, tomando

entradas de vrios switches ou sensores, e controlando uma variedade de luzes,

motores, mecanismos, entre outras sadas. Os projetos do Arduino podem tanto ser

autnomos, como se comunicar com softwares (Rafael Quines 2010).

A linguagem de programao utilizada Processing, que muito semelhante

linguagem de programao C/C++.

A programao toda feita no microcontrolador da placa, normalmente da

marca Atmega. Os mais comuns, atualmente, so os modelos Atmega 168 e 328.

Mais detalhes sobre esses microcontroladores sero vistos no decorrer desta obra.

Na categoria dos equipamentos eletrnicos, o Arduino pode ser muito til para

o desenvolvimento de sistema embarcado. Um sistema embarcado (ou sistema

embutido) um sistema microprocessado no qual o computador completamente

encapsulado ou dedicado ao dispositivo ou sistema que ele controla. Diferente de

computadores de propsito geral, como o computador pessoal, um sistema

embarcado realiza um conjunto de tarefas predefinidas, geralmente com requisitos

especficos. J que o sistema dedicado a tarefas especficas, atravs de

engenharia pode-se otimizar o projeto reduzindo seu tamanho, recursos

computacionais e custo do produto (Wikipedia 2010).

Conforme o pargrafo acima, um sistema embarcado caracteriza-se por ser

destinado a executar uma tarefa especfica. Os televisores, os aparelhos de som, as

sinaleiras de trnsito, entre outros, so exemplos tpicos de sistemas embarcados.

2.1 ESTRUTURA DO ARDUINO

Nos prximos pargrafos ser apresentado o Arduino e sua estrutura bsica,

de acordo com a imagem abaixo.

25

Figura 6 - O modelo de placa controladora Arduino Duemilanove

Fonte: arduino.cc

A imagem acima mostra a placa controladora e seus componentes. Nos

pargrafos abaixo sero comentados alguns conceitos e especificaes que foram

extrados do site oficial do Arduino (arduino.cc).

Na parte superior existem quatorze pinos de entradas e sadas digitais para

conectar com correntes de at 5 Volts (V). Esses pinos podem ser configurados para

enviar ou receber pulsos eltricos, dependendo dos objetivos do sistema. Por

padro, os pinos so configurados para enviar pulsos eltricos. De toda forma, esta

definio deve ser feita no prprio cdigo fonte.

Os pinos digitais de nmero 3, 5, 6, 9, 10 e 11 possuem sadas do tipo Pulse-

Width Modulation (PWM), um sistema modular para controle da alimentao.

Ao lado do pino de nmero 13 fica o pino de aterramento, identificado como

Gnd, abreviatura da palavra inglesa ground, que significa terra. A este deve ser

conectado o cabo que receber o excesso de energia no circuito eletrnico.

Na parte inferior encontram-se seis pinos de entradas analgicas, utilizados

para conexo de sensores. As entradas analgicas trabalham com resoluo de 10

bits, que compreende valores entre 0 a 1024, com tenso mxima de 5V. Dessa

forma, se um determinado sensor repassar para uma das portas analgicas uma

26

tenso de 5V, a placa converter para o seu valor mximo de trabalho em bits

1024. Se utilizar o mesmo raciocnio, tem-se que 0V equivale a 0 bits.

Tambm ficam situados na parte inferior os pinos de sada de energia, que

dividem-se em dois: um de 5V, um de 3,3V ambos para alimentao de

instrumentos que venham a ser conectados ao Arduino. Dois pinos identificados

como Gnd (ground) funcionam como aterramento.

Ainda existe um pino descrito como vin que deve ser utilizado em caso de

necessidade de utilizar uma outra fonte de energia, que no seja por USB ou fonte

de alimentao de 5V, que so os padres do Arduino.

No lado esquerdo da figura ficam localizadas as entradas de alimentao, por

fonte de energia de 5V ou entrada USB. Caso o sistema depois de pronto fique

independente do computador, ou seja, no possua qualquer tipo de interao com o

seu hospedeiro no funcionamento, pode-se optar pela alimentao da placa atravs

de uma fonte de alimentao de energia de 9V. Porm, se o Arduino estiver

constantemente ligado a um computador hospedeiro, a prpria conexo USB se

encarregar de manter a placa energizada e em funcionamento.

A seleo do tipo de alimentao da placa, por fonte ou USB, varia de um

modelo para o outro. Os mais modernos, como o Arduino Duemilanove, j

identificam automaticamente o mtodo como a placa est sendo alimentada. J os

modelos mais antigos necessitam que um jumper, posicionado ao lado da porta

USB, defina essa diretriz.

27

Figura 7 - Seletor de alimentao do Arduino Diecimila

Fonte: arduino.cc

A imagem acima mostra a chave seletora da alimentao de energia no

modelo de placa Diecimila, de fabricao anterior ao Duemilanove. O jumper

responsvel por fazer a conexo entre dois dos trs pinos, de acordo com a opo

desejada. A opo EXT corresponde alimentao por fonte de 9V ligada

diretamente tomada de energia; j a USB, como o prprio nome indica,

corresponde alimentao por conexo USB atravs do computador hospedeiro. De

acordo com a imagem, a placa est selecionada para receber alimentao pela porta

USB.

tambm atravs da porta USB que feito o upload do programa, gerado no

computador hospedeiro, para o microcontrolador do Arduino. O microcontrolador

encontrado no Arduino Diecimila o Atmega 168, fabricado pela empresa Atmel

Corporation, especialista na rea de semicondutores, com sede em San Jos, no

estado da Califrnia (Wikipedia 2010).

28

Figura 8 - Microcontrolador Atmega168


Segundo informaes contidas no site oficial do Arduino (2010), o

microcontrolador Atmega 168 possui 16Kbytes de memria flash, 1Kbyte de memria

do tipo Random Access Memory (RAM) e 512 bytes de memria do tipo Electrically-

Erasable Programmable Read-Only Memory (EEPROM). Abaixo, a arquitetura

detalhada do microcontrolador.

Figura 9 - Arquitetura do microcontrolador Atmega168

Fonte: codehosting.net

29

A imagem mostra o que cada um dos pinos do microcontrolador faz. Muitos

deles so vistos no Arduino, o que explica o porqu de alguns autores afirmarem que

o microcontrolador o crebro da placa. Ele o responsvel pelo tratamento das

informaes. Os pinos dividem-se em Port B (PB), Port C (PC), Port D (PD), Ground

(Gnd), supply voltage pin for the A/D converter (AVCC), analog reference pin for the

A/D converter (AREF) e Power supply voltage (VCC).

Abaixo, um mapeamento da comunicao entre os pinos do microcontrolador

e do Arduino, conforme a figura 9, identificando a relao que h entre eles:

Pino 1 PC6 Reset Pino 15 PB1 Digital Pin 9

Pino 2 PD0 RXD Digital Pin 0 RX Pino 16 PB2 Digital Pin 10

Pino 3 PD1 TXD Digital Pin 1 TX Pino 17 PB3 Digital Pin 11

Pino 4 PD2 Digital Pin 2 Pino 18 PB4 Digital Pin 12

Pino 5 PD3 Digital Pin 3 Pino 19 PB5 Digital Pin 13

Pino 6 PD4 Digital Pin 4 Pino 20 AVCC

Pino 7 VCC Pino 21 AREF

Pino 8 Gnd Pino 22 Gnd

Pino 9 PB6 Pino 23 PC0 Analogic Input 0

Pino 10 PB7 Pino 24 PC1 Analogic Input 1

Pino 11 PD5 Digital Pin 5 Pino 25 PC2 Analogic Input 2



Pino 14 PB0 Digital Pin 8 Pino 28 PC5 Analogic Input 5

Tabela 3 - Comunicao dos pinos do microcontrolador e do Arduino

Fonte: codehosting.net

Na parte central da placa ficam localizados trs diodos de luz do tipo light

emitting diode (LED).

30

Figura 10 - Disposio dos LEDs no Arduino Diecimila

Fonte: arduino.cc

Os LEDs receptor (RX) e transmissor (TX) piscam alternadamente para

indicar que est havendo troca de informaes entre o Arduino e o computador

hospedeiro. Isso acontece normalmente quando est fazendo upload do programa

para o microcontrolador da placa.

O LED power (PWR) mantm-se aceso para indicar que a placa est

ligada/energizada.

A linguagem de programao interpretada pelo Arduino o Processing, que,

como j citado anteriormente, uma linguagem de programao similar C++, que

muito utilizada em sistemas embarcados.

2.2 O LANAMENTO MAIS RECENTE DA FAMILIA ARDUINO

Neste ano de 2010 foi feito o lanamento oficial do Arduino UNO. Conforme

informaes contidas no site oficial do Arduino (2010), o nome, de origem italiana, foi

escolhido devido ao fato de ser esta considerada a verso 1.0, que dever servir de

referncia para as prximas placas a serem fabricadas.

O modelo similar ao Duemilanove. Assim como ocorre com o seu

antecessor, o UNO tambm possui 14 pinos de entrada/sada digital (dos quais 6

31

podem ser usados como sadas PWM), 6 entradas analgicas, uma conexo USB e

uma entrada de alimentao. O microcontrolador utilizado o Atmega 328.

Segundo o site oficial do Arduino (2010), a principal diferena est no chip de

converso de sinal USB para serial, que agora utiliza o Atmega 8U2 em vez do

produto da Future Technology Devices International (FTDI).

Esteticamente a placa tambm apresenta uma aparncia mais limpa e clara.

A imagem abaixo mostra o Arduino UNO.

Figura 11 - Placa Arduino UNO

Fonte: arduino.cc

2.3 CLONES DO ARDUINO

Por ser uma plataforma de hardware e software 100% open-source, muitos

outros projetos iniciaram motivados com o projeto do Arduino. Entre eles, os que

tiveram mais destaque foram o Freeduino, Seeduino e Wiseduino.

Esses clones possuem hardware e software compatveis com o Arduino,

porm, em sua maior parte, com preos mais acessveis. Isto pode ser justificado se

for levado em considerao que o Freeduino possui uma verso fabricada no Brasil,

chamada Freeduino BR. J o Arduino original fabricado na Itlia, ficando atrelado a

custos fiscais de importao.

Pelos motivos expressados no pargrafo anterior, para o projeto em questo

foi escolhido o Freeduino BR.

32

2.3.1 Freeduino BR

O Freeduino comeou como um projeto open-source com o objetivo de

desenvolver uma placa compatvel fisicamente e eletronicamente com o Arduino,

porm com um preo mais acessvel. Este projeto conta hoje com colaboradores

espalhados por diversas partes do mundo

A verso brasileira do Freeduino, o Freeduino BR, fabricada na cidade de

Curitiba-PR pelo engenheiro eletrnico Srgio Duarte. Sua estrutura similar do

Arduino Diecimila, um dos mais utilizados atualmente. Segundo registros do site

oficial do projeto, a primeira placa foi desenvolvida em junho de 2008. Abaixo, a

imagem do Freeduino BR.

Figura 12 - O modelo de placa controladora Freeduino BR


33

3 LINGUAGEM PROCESSING

O Processing uma linguagem de programao open-source que foi

projetada em 2001 no Grupo de Esttica e Computao do Massachusetts Institute

of Technology (MIT) Media Lab por Casey Reas e Benjamin Fry, sob orientao de

John Maeda. Porm a verso 1.0, considerada estvel, s veio a ser lanada em

novembro de 2008 (processing.org 2010).

Hoje a linguagem caracteriza-se tambm por ser interpretada e rodar sobre

uma plataforma Java.

Segundo Bem Fry (2009), o objetivo inicial era desenvolver uma linguagem

focada na criao de imagens, animaes e interaes. A facilidade na interao

com equipamentos eletrnicos fez com que a linguagem ganhasse um amplo espao

na rea de sistemas embarcados. Hoje ela comumente utilizada por

instrumentistas, cientistas e profissionais da rea de eletrnica no desenvolvimento

de suas atividades.

O cdigo fonte desenvolvido em Processing claro e objetivo. Divide-se em

trs funes principais: Setup, Loop e Draw.

Nos pargrafos abaixo sero mostrados alguns conceitos e comandos

extrados do site oficial da linguagem de programao Processing (processing.org).

3.1 SETUP

O Setup a primeira etapa a ser executada. a nica que obrigatoriamente

deve fazer parte do cdigo fonte.

Sua funo principal definir os parmetros iniciais do programa, ou seja, a

preparao para que as demais linhas do cdigo sejam executadas. O Setup

executado uma nica vez no incio do programa.

3.2 LOOP

O Loop onde so executados os comandos contnuos, ou seja, aqueles que

sero executados durante todo o perodo em que o programa est funcionando. No

caso de um sistema embarcado, como o do projeto em questo, loop conter tudo

que ser executado constantemente enquanto o equipamento estiver ligado.

34

3.3 DRAW

O Draw, como o prprio nome diz, a etapa onde, entre outras, so definidas

as funes grficas do programa. Assim como ocorre na funo Loop, os comandos

contidos em Draw so executados continuamente. Por esse motivo, quando o cdigo

fonte ser executado no computador hospedeiro, usa-se a funo Draw em vez de

Loop. Desenhos, grficos e animaes so criados neste espao.

Um exemplo de comando que deve ser executado dentro da funo Draw :

Size (480,120);

Point (240,60);

O exemplo acima desenha uma janela de 480 por 120 pixels, e no interior dela

desenha um ponto bem no centro, atravs da indicao das coordenadas X e Y,

onde X representa a largura (240) e Y a altura (60).

As funes so declaradas conforme a sintaxe abaixo:

Tipo retornado + Nome da funo + (Parmetros) + ;

Um exemplo tpico seria:

void setup ();

Onde void indica que no h qualquer tipo de retorno, o Setup a funo a

ser utilizada e o () indica que no sero passados parmetros iniciais para a

execuo da funo.

Uma outra caracterstica da linguagem Processing que cada comando

executado deve ser encerrado com ponto e vrgula (;).

3.4 DECLARAO DE VARIVEIS

A declarao de variveis em Processing pode ser feita em qualquer das

funes existentes no programa, ou at mesmo fora delas, e segue o mesmo padro

adotado por outras linguagens de programao. Abaixo, a sintaxe mais comum

utilizada:

Tipo de varivel + Nome + = + Valor + ;

Um exemplo seria:

int var = 5;

35

No exemplo acima int especifica que a varivel do tipo inteira, o nome

atribudo var e seu valor inicial 5.

Outros comandos

Tambm existem comandos de iterao (for e while) de condio (if...else), de

relao (>,

36

A exemplo do que acontece com os comandos citados no pargrafo acima, o

exit() tambm no usa parmetros de entrada para a execuo das suas funes.

Quando este executado o programa encerrado.

O comando keypressed() utilizado para definir o que deve ser executado

quando uma tecla do teclado pressionada. A sintaxe correta :

keypressed() { o que deve ser feito quando uma tecla pressionada}

Todos os comandos acima, com exceo do keypressed() devem ser

finalizados com um ponto-e-vrgula (;).

A figura abaixo mostra o editor de programao Processing e um famoso

cdigo fonte utilizado no Arduino. Destaque para a declarao da varivel ledPin, do

tipo inteira, e para as funes Setup e Loop.

Figura 13 Processing, editor de programao

Fonte: Dados primrios

37

Um editor como o acima utilizado para fazer a programao do

microcontrolador. Ele pode ser baixado no site oficial do Arduino

http://www.arduino.cc. O programa mostrado voltado para um sistema embarcado.

No h qualquer tipo de interao com o computador hospedeiro, que, neste caso,

apenas enviar o cdigo fonte para que o Arduino passe a fazer uso deste.

Muitos autores fazem uma analogia com outras linguagens de programao,

dizendo que o cdigo fonte da figura 13 o ol mundo! do Arduino, ou seja, o

primeiro passo para quem quer trabalhar com esta placa. Esse cdigo fonte, de

complexidade relativamente baixa, faz com que o LED, que dever estar instalado

no pino digital 13, pisque alternadamente a cada segundo.

As duas barras seguidas (//) servem para escrever um comentrio dentro do

cdigo fonte. Este comentrio servir apenas como guia para o programador, no

sendo lido pelo programa no momento da compilao. Para inserir um comentrio

que ocupar vrias linhas, podem ser utilizados os caracteres barra e asterisco (/*)

para delimitar o incio e asterisco e barra (*/) para delimitar o final.

Para desenvolver o programa que dever ser executado no computador

hospedeiro aconselhvel o uso do editor de programao que est disponvel no

site oficial da linguagem de programao Processing http://www.processing.org.

Para que a comunicao entre a placa e o computador hospedeiro se d,

necessrio baixar e instalar o driver da placa, encontrado no site

http://www.ftdichip.com, selecionar no menu tools do editor a porta de comunicao

Communication (COM) que ser utilizada e, aps, o modelo da placa controladora.

No projeto em questo, a comunicao ocorre pela porta COM 7 e a placa

controladora Atmega 168, como j citado anteriormente.

Como o objetivo principal deste trabalho no apresentar a linguagem de

programao Processing, este se resumir a uma breve explicao sobre o assunto.

Mais detalhes podem ser vistos no site oficial do projeto http://www.processing.org

e nos cdigos fonte apresentados nos anexos desta obra.

38

4 COMPONENTES NECESSRIOS PARA O DESENVOLVIMENTO DO

GERENCIADOR DE TEMPERATURA DIGITAL UTILIZANDO ARDUINO

Desenvolver um Gerenciador de Temperatura Digital com o Arduino comea

com a aquisio de um sensor, que far a leitura da temperatura, um visor LCD, que

mostrar o resultado e um alarme, que emitir avisos sonoros em caso de

temperatura fora das condies normais. Tambm sero necessrios alguns metros

de fio de cobre, resistores, potencimetros e uma solda eltrica (tambm chamada

de solda quente) para conectar os instrumentos.

indispensvel o uso de um multmetro, que o equipamento utilizado para

medir corrente, tenso e resistncia eltrica. Estes conceitos sero elencados ainda

neste captulo. A figura abaixo mostra os modelos de solda e multmetro utilizados

no desenvolvimento de circuitos eletrnicos.

Figura 14 - Modelos de solda e multmetro


O sensor dever ser ligado ao Arduino atravs de uma porta analgica, que

receber um pulso eltrico. A este pulso eltrico devero ser aplicadas funes, as

quais faro parte do cdigo fonte inserido no microcontrolador, que dever convert-

las em sinais digitais. Estes sinais digitais devero ser convertidos para o padro

ASC (American Standard Code), para que o valor correspondente temperatura seja

mostrado no visor LCD. O visor LCD dever ser conectado ao Arduino atravs de

sete pinos de sada digital, que sero explicados no decorrer desta obra.

39

O pargrafo acima explica, basicamente, como o processo pode ser feito. Na

prtica a complexidade aumenta consideravelmente, principalmente se for

considerada a idia principal do trabalho, que criar algo novo, que se adapte a

requisitos e necessidades elencados pelos prprios administradores de redes,

auxiliando-os no gerenciamento do processo de refrigerao do datacenter.

4.1 PROTOBOARD

Para o desenvolvimento de projetos de circuitos aconselhvel, inicialmente,

o uso de uma protoboard, tambm chamada de breadboard.

Uma protoboard nada mais do que uma matriz de contatos que viabiliza a

construo de circuitos experimentais, sem a necessidade do uso de solda. Isso s

possvel devido ao fato de essa matriz ser composta por centenas (por vezes

milhares) de perfuraes, que encaixam fios de cobre de forma que eles fiquem

presos a ela.

Figura 15 - Protoboard para circuitos experimentais


A figura acima mostra um modelo simples de uma protoboard, mais indicada

para circuitos de menor complexidade. Este modelo possui dois grandes grupos de

contatos, onde, em cada um deles, os pontos so interligados na direo vertical, e

independentes na direo horizontal. A figura abaixo mostra o mapeamento de uma

protoboard, com a definio exata de suas interligaes.

40

Figura 16 - Mapeamento de uma Protoboard

Fonte: wikipedia.org

A fila horizontal superior e inferior geralmente so destinadas a ligar a

alimentao. A regio central da matriz de contato dividida em filas verticais que

contm cinco furos que so interligados eletricamente entre si. Assim todos os furos

de uma mesma fila esto interligados entre si. A coluna de cinco furos superior no

interligada com a inferior (Jlio Cesar Lopes de Oliveira 2010).

importante destacar que o uso de uma protoboard vivel apenas durante a

fase de projeto de um determinado circuito. A partir do momento em que passa-se a

implantar este, o uso de solda imprescindvel, visto que isto dar a ele uma maior

resistncia a impactos e uma aparncia mais profissional.

4.2 SHIELD

De acordo com o site oficial do Arduino (2010), shield nada mais do que

uma placa que pode ser plugada na parte superior do Arduino.

Muitos modelos de shield, para diversas finalidades, so encontrados no

mercado. Um modelo bastante conhecido o Ethernet shield, que serve para anexar

uma interface de rede ao Arduino.

41

Figura 17 - Ethernet shield oficial para Arduino

Fonte: blogdoje.com.br

A figura acima mostra a Ethernet shield oficial do Arduino. Os pinos

localizados abaixo da placa fazem contato com as conexes do Arduino.

De acordo com Jernimo Avelar Filho (2008), esta shield consumiu dois anos

de desenvolvimento com diversos prottipos e diversos testes. Com esta shield o

Arduino poder se conectar hosts via internet e atuar, por exemplo, como um

servidor web. O preo mdio deste produto no Brasil fica em torno de R$ 140,00

(mercadolivre.com.br 2010).

Uma shield tambm pode ser criada pelo prprio desenvolvedor do projeto.

No caso deste trabalho, por exemplo, a idia conectar todos os instrumentos

necessrios ao desenvolvimento do gerenciador de temperatura a uma shield. Isto

dever trazer algumas vantagens como: Facilidade de manuteno, aspecto mais

profissional, pode ser facilmente separada do Arduino para desenvolvimento de

novos projetos e, acima de tudo, torna mais simples o entendimento de como o

funcionamento do circuito.

A figura abaixo mostra a shield utilizada no projeto do gerenciador de

temperatura, no dia em que foram feitos os primeiros testes com o visor LCD Hitashi.

42

Figura 18 - Shield utilizada no projeto do Gerenciador de Temperatura


4.3 O SENSOR DE TEMPERATURA LM35

Segundo Rafael Quines (2010) O LM35 um sensor de preciso de

temperatura em graus Celsius (C), fabricado pela National. Apresenta uma sada

linear relativa temperatura em que ele se encontra no momento em que for

alimentado por uma tenso de 4 a 20V, tendo um sinal de 10mV (0,01V) para cada

grau Celsius de temperatura. Apresenta uma boa vantagem com relao aos demais

sensores de temperatura calibrados em kelvin, no necessitando nenhuma

subtrao de variveis para que se obtenha uma escala de temperatura em graus

Celsius. Hoje ele o mais utilizado em sistemas embarcados devido ao seu

satisfatrio grau de preciso e preo acessvel. O LM35 trabalha com uma variao

de temperatura que vai de -55 a 150 C.

A figura abaixo mostra a estrutura do sensor LM35.

43

Figura 19 - Estrutura do sensor de temperatura LM35


O funcionamento do LM35 ocorre da seguinte forma:

a) a sada do pino Vout gera uma voltagem que, futuramente, deve ser

proporcionalmente transformada em temperatura;

b) o pino +Vs recebe a alimentao de energia necessria para o

funcionamento do sensor. Essa alimentao de 5V;

c) ao pino Gnd deve ser conectado o aterramento do circuito, para que este

possa ser fechado e o excesso de energia possa ser liberado.

O modelo de sensor de temperatura LM35 mais utilizado o que possui

invlucro de plstico, conforme a figura abaixo.

Figura 20 - Sensor de temperatura LM35


44

4.4 O VISOR LCD HITACHI HD44780

Segundo o site oficial do Arduino (arduino.cc), os modelos de visor LCD

aconselhveis para uso com o Arduino so os compatveis com o driver HD44780 da

Hitachi.

Figura 21 - Visor LCD com driver compatvel com HD44780

Fonte: Dados primros

O visor mostrado na figura acima possui, na parte superior esquerda, 16

contatos para conexo com o Arduino. A tabela abaixo mostra a funo de cada um

destes pinos que compem o visor LCD.

Pino

nmero

Nome Funo Conexo com

Arduino

1 Vss Aterramento Gnd

2 Vdd Alimentao 5V 5V

3 Vee Contraste Uso opcional

4 Register Select (RS) Registrador Pino digital

5 Read / Write (R/W) Leitura e escrita Pino digital

6 Enable (E) Habilitao Pino digital

7 D0 Transmisso de dados No aplicvel




45

11 D4 Transmisso de dados Pino digital




15 LED+ Conexo com LED No aplicvel

16 LED- Conexo com LED No aplicvel

Tabela 4 - Referncia dos pinos do LCD padro Hitachi HD44780

Fonte: Julyan Ilett

4.5 RESISTORES E POTENCIOMETROS

Para se entender o que resistncia eltrica, preciso primeiro conhecer um

pouco sobre alguns importantes conceitos da rea de eletrnica. Alguns deles so a

corrente e tenso eltrica.

Segundo Luis Carlos Burgos (2010), corrente eltrica o movimento

ordenado de cargas eltricas, medida em ampres (A). Porm, muitos circuitos

eletrnicos funcionam com correntes menores que 1A. Neste caso deve ser utilizada

a unidade miliampre (mA), onde 1 mA equivale a 0,001A. A fonte externa de

energia que alimenta o Arduino possui uma corrente de 700mA.

A tenso eltrica, que medida em volt (V) a diferena de cargas entre os

plos positivo e negativo, que age como uma fora que faz a corrente eltrica passar

pelo circuito. A fonte externa que alimenta o Arduino possui uma tenso de 9V.

A resistncia eltrica, que medida em ohm (), a dificuldade oferecida

pelos materiais passagem de corrente eltrica. Materiais com alta resistncia so

chamados isolantes, os de resistncia mdia so chamados semicondutores e os de

baixa resistncia so chamados condutores.

Para medir a resistncia de um circuito deve-se utilizar a Lei de Ohm, assim

designada em homenagem ao seu formulador Georg Simon Ohm, indica que a

diferena de potencial entre dois pontos de um condutor proporcional corrente

eltrica (Wikipdia 2010).

A frmula a seguinte: R = V/I, onde R, V e I correspondem resistncia,

tenso e corrente eltrica respectivamente.

Seguindo o mesmo raciocnio, com uma variao da mesma frmula, pode-se

calcular a corrente de um determinado circuito eltrico. Por exemplo: Se um resistor

46

de 10 ligado numa fonte de 9V, a corrente que passar por ele ser de 0,6A, pois

10 / 9V = 0,6A.

De acordo com as afirmaes vistas nos pargrafos acima, e seguindo o

raciocnio iniciado por Burgos, um resistor tem a funo de reduzir a corrente eltrica

e a tenso em vrios pontos do circuito. So feitos de materiais mau condutores

como grafite, nquel-cromo e filme metlico. Quanto maior o valor do resistor, menor

a corrente no circuito. Nos casos em que o valor da resistncia oferecida pelo

resistor passar de 1000, pode-se converter para quilo-ohm (k), onde, por

exemplo, 1500 equivale a 1,5k.

Figura 22 - Resistor de 10k


Os potencimetros so resistores cuja resistncia pode ser alterada girando

um eixo que move um cursor de metal sobre uma pista de grafite. Ou seja, uma

resistncia eltrica ajustvel que atua como um divisor de tenso.

Figura 23 - Potencimetro de trs contatos


A figura acima mostra um modelo de potencimetro de trs contatos, onde os

das pontas funcionam como terminais fixos e o do meio como cursor, que identifica o

deslocamento pela pista.

47

O modelo de potencimetro mostrado atualmente o mais comum encontrado

no mercado. Ele equipa diversos produtos eletrnicos que necessitam de constantes

ajustes por parte do utilizador, como por exemplo o volume do aparelho de som.

Porm, em alguns casos, os potencimetros so instalados internamente junto ao

circuito, de forma intencional para que apenas tcnicos possam fazer uso destes em

caso de manuteno. Para esta finalidade aconselhvel o uso de um trimpot.

Um trimpot, do ingls trimmer potentiometer, um potencimetro miniatura

ajustvel. Ele ajustado quando instalado em algum dispositivo, e normalmente fica

em local que o usurio no o veja, de modo que eventuais ajustes somente sejam

feitos por tcnicos (Wikipedia 2010).

Figura 24 - Trimpot projetado para ser utilizado em circuitos


A figura acima mostra um trimpot. A regulagem da quantidade de resistncia

que ser aplicada ao circuito dever ser feita atravs do parafuso localizado na parte

superior.

4.6 ALARME SONORO

At o momento os instrumentos mostrados transformam o Arduino apenas em

um sensor de temperatura digital. Mas, o objetivo do trabalho ir alm e desenvolver

um Gerenciador de Temperatura Digital, ou seja, criar algo que auxilie o

administrador de redes e possa auxili-lo na estabilizao da temperatura.

48

Dessa forma, o uso de um alarme que emita um som quando a temperatura

estiver fora dos padres de trabalho extremamente relevante, visto que o

administrador no dispe de tempo suficiente para fazer um acompanhamento

contnuo da temperatura do datacenter.

Para realizar tal soluo, foi retirado o alto-falante speaker de um computador

que j havia cado em desuso, por ter se tornado obsoleto em relao aos padres

atuais de hardware e software. Ainda que o modelo de alto-falante utilizado seja de

baixa potncia, sua fabricao foi feita especificamente para a gerao de bips de

alarme caso haja alguma falha no funcionamento do computador no qual ele est

instalado, que o mesmo princpio deste projeto. Outra vantagem alcanada com o

reaproveitamento deste alto-falante foi a no necessidade de investimento financeiro

para sua aquisio.

Para a instalao deste alarme necessrio utilizar um pino digital e um pino

de aterramento (Gnd) no Arduino. Como o speaker possui dois conectores, cada um

deles deve ser ligado a um dos pinos citados anteriormente. Assim, com o circuito

fechado, a passagem de corrente eltrica pelo alto-falante gerar um som que,

dependendo da frequncia utilizada, poder ser mais grave ou mais agudo.

4.7 LED

O capitulo anterior apresentou uma soluo de som para servir de alerta

quando a temperatura do datacenter estiver fora dos padres. Porm, tambm

importante que exista algum tipo de alarme visual que atue junto ao alarme sonoro.

Esta soluo pode ser obtida atravs da instalao de um LED,

preferencialmente na cor vermelha, que exprima a idia de que h algo de errado.

Dessa forma, no momento em que a temperatura atingir um nvel inaceitvel para o

sistema, ascende-se o LED e o alarme emite sons.

A gerao de luz de um LED acontece graas a um chip semicondutor que,

quando energizado, emite radiaes infra-vermelhas (Wikipedia 2010).

49

Figura 25 - Conjunto de LEDs vermelhos


A exemplo do que ocorre com o speaker, o LED usa um pino digital e um pino

de aterramento (Gnd) do Arduino para seu funcionamento. A diferena que no

caso do speaker os pinos podem ser ligados de forma invertida que o som ser

transmitido sem problemas. J o LED, obrigatoriamente, deve ter o plo positivo

(mais comprido) ligado ao pino digital e o negativo ao aterramento.

50

5 DESENVOLVIMENTO DO GERENCIADOR DE TEMPERATURA DIGITAL

Este captulo abordar a parte prtica do desenvolvimento do circuito

eletrnico, focando tanto nas conexes fsicas quanto na programao lgica, que

trabalharo juntas ao encontro do objetivo principal, que o desenvolvimento do

Gerenciador de Temperatura Digital.

O cdigo fonte completo, todo feito na linguagem de programao Processing,

e o circuito eletrnico desenvolvido no projeto esto disponveis na seo de anexos,

encontrada no final desta obra.

5.1 MEDIO DA TEMPERATURA

Segundo o site da Wikipedia (2010), a temperatura responsvel pela

transferncia da energia trmica na forma de calor entre dois ou mais sistemas.

Para o desenvolvimento de um circuito que resulte em um Gerenciador de

Temperatura Digital importante que se saiba, inicialmente, a forma como ser feita

a leitura da temperatura.

Jeronimo Avelar Filho, profissional da rea de TI, aconselha o uso do sensor

LM35 para fazer a leitura de temperatura, pois alm de este ter um preo acessvel,

tambm muito preciso no processo de leitura.

Para iniciar a construo do circuito eletrnico, deve-se conectar

respectivamente os pinos +Vs, Gnd e Vout do LM35 aos pinos +5V, Gnd e Analgico

0 (ou qualquer outro pino analgico entre 0 e 5) do Arduino. Dessa forma, o primeiro

pino ser o responsvel por manter o LM35 energizado e o segundo ser o

aterramento. J o terceiro far a leitura da energia que ser enviada pelo sensor.

imprescindvel o uso de um resistor de 100K entre as conexes analgico e

Gnd. Segundo Jeronimo Avelar Filho, a no utilizao deste pode acarretar em

falhas de leitura, tornando inconsistentes as informaes recebidas do sensor LM35.

Os pinos analgicos do Arduino possuem resoluo de 10 bits, ou seja,

devolvem um valor entre 0 e 1023. O valor de referncia nesse caso 5, pois a

tenso em que o LM35 trabalha 5V. Assim sendo, se o pino analgico ler 1024,

significa que a tenso enviada pelo LM35 5V.

Ao microcontrolador do Arduino deve ser feito upload do cdigo fonte que far

a leitura da temperatura. Neste cdigo fonte o valor da temperatura em graus clsius

51

ser gerado atravs da seguinte equao: temperatura = (5 * valor lido no LM35 *

100) /1024.

Como j falado anteriormente, o valor referncia 5 devido ao fato do LM35

trabalhar com tenso de 5V. O valor referncia 1024, que tambm fixo,

corresponde aos 10 bits utilizados pelo pino analgico do Arduino para fazer a

leitura. O valor 100 serve para transformar o resultado em decimal (Jeronimo Avelar

Filho 2010).

5.2 INSTALAO DO VISOR LCD

Um dos objetivos do Gerenciador de Temperatura Digital que a temperatura

seja mostrada em um visor LCD, para que no seja necessria a consulta ao

computador no qual o Arduino est conectado para se obter essa informao.

Sendo assim, torna-se indispensvel o uso de um visor LCD que dever

apresentar o resultado lido pelo pino analgico do Arduino atravs do sensor LM35.

A escolha pelo modelo de LCD padro Hitachi HD44780 se fez devido s

timas referncias a ele encontradas no site oficial do Arduino, que enfatizou a

facilidade de integrao e compatibilidade com a placa.

O tamanho do visor pode ser medido em linhas e colunas, sendo mais

comumente encontrados atualmente no mercado os tamanhos 8 x 2 (oito colunas e

duas linhas) e 16 x 2 (dezesseis colunas e duas linhas). Para o projeto em questo,

foi escolhido o tamanho 16 x 2, onde na primeira linha fica o cabealho atualmente

composto pela palavra Temperatura: e na segunda linha o valor de temperatura

lido pelo pino analgico do Arduino.

As conexes com o Arduino devem ser feitas conforme a tabela 4, que est

localizada no captulo 4 desta obra. Tambm no captulo 4 pode ser encontrada a

figura 18, que mostra o a imagem com os primeiros testes do visor LCD conectado

ao circuito.

indispensvel a instalao de um potencimetro de 10k que servir para

ajustar o contraste do visor LCD. Sem a instalao deste, o visor acabaria

trabalhando com uma alta quantidade de energia e, por conseqncia, dificultando a

leitura das informaes contidas no visor devido ao alto contraste.

A instalao do potencimetro dever ser feita da seguinte forma: Uma

extremidade dever ser conectada aos pinos 5V do Arduino e Vdd do LCD, a outra

52

extremidade aos pinos Gnd do Arduino e Vss do LCD, e a conexo central ao pino

Vee do LCD. No desenvolvimento do Gerenciador de Temperatura Digital foi

utilizado um potencimetro do tipo trimpot, pois espera-se que depois que o visor

LCD estiver com seu contraste regulado, no haver necessidade de novo ajuste.

No cdigo fonte inserido no microcontrolador da placa deve constar a

biblioteca LiquidCrystal, que a responsvel pela comunicao entre o Arduino e o

visor LCD.

Um caracter utilizado na escrita de valores de temperatura o indicador

ordinal (), parte da abreviao de graus celsius (C). Este caracter no

reconhecido pelo visor LCD, por isso deve ser criado por cdigo fonte em

Processing, conforme abaixo:

byte caracter[8] = {B00100, B01010, B00100, B00000, B00000, B00000,

B00000, B00000 };

Cada nmero corresponde a um pixel de caracter, que no visor LCD est

dividido em oito linhas e cinco colunas. Os pixels com nmero 1 representam

preenchido, de forma a desenhar o caracter desejado.

5.3 DESENVOLVIMENTO DO ALARME

Para o desenvolvimento do alarme podem ser utilizados um alto-falante do

tipo speaker, comumente encontrados em computadores pessoais, e um ou mais

LEDs. O objetivo gerar avisos sonoros e visuais em caso de alguma anormalidade

na temperatura do datacenter.

Tanto o LED quanto o alto-falante speaker devem ser conectados a pinos

digitais do Arduino, ambos possuindo uma estrutura de montagem ao circuito muito

similar.

O LED possui duas conexes. A conexo positiva deve ser conectada ao pino

digital e a negativa ao pino Gnd. Isso resultar em um circuito fechado que, quando

energizado (houver passagem de energia em direo ao Gnd), o LED ascender.

No cdigo fonte do microcontrolador devem ser inseridas linhas de

programao em linguagem Processing para ligar e desligar o LED conforme as

regras estabelecidas. O comando para a funo :

digitalWrite(13, HIGH);

53

Onde, digitalWrite o nome da funo, 13 o nmero do pino digital

utilizado e HIGH quer dizer para gerar energia (ligar o LED). Para finalizar a

gerao de energia (desligar o LED) deve-se trocar HIGH por LOW.

Assim como ocorre com a instalao do LED, o alto-falante tambm possui

duas conexes. Uma delas deve ser ligada ao pino digital e outra ao pino Gnd que,

no caso especfico do speaker, no h diferena se as conexes forem ligadas

invertidas, o som ser gerado de qualquer forma.

O comando em linguagem Processing (que deve ser inserido no cdigo-fonte

do microcontrolador) que liga o alto-falante e gera o som no Arduino :

tone(8, 500, 1000) ;

Onde, tone o nome da funo, 8 o nmero do pino digital utilizado e

1000 a durao do som em milisegundos.

A figura abaixo mostra o alarme do Gerenciador de Temperatura Digital feito

sobre uma protoboard, ainda em fase experimental.

Figura 26 - Alarme em fase experimental


54

6 PRODUTO FINAL E IMPLANTAO

Aps concluda a fase experimental, feita sobre uma protoboard, deve-se

comear o desenvolvimento definitivo do produto. Nesse momento tudo que est

ligado ao microcontrolador deve ser soldado na shield. Isso dar ao Gerenciador de

Temperatura Digital uma aparncia mais profissional e garantir, atravs dos pontos

de solda, uma transmisso de energia confivel. O sucesso na implantao depende

diretamente da qualidade do produto final.

6.1 PRODUTO FINAL

Cada componente tem suas particularidades. O sensor LM35 foi conectado

shield com um cabo de cerca de 1 metro de distncia, pois nem sempre possvel

se prever a distncia que o gerenciador estar do ponto de coleta de temperatura do

datacenter.

O LED e o visor LCD foram conectados junto shield, sendo que o segundo

distante cerca de 15 centmetros, para facilitar a montagem de forma a garantir uma

boa visualizao.

O alto-falante speaker foi projetado para ser encaixado ou desencaixado

conforme a preferncia do administrador de redes. Embora seja importante, algumas

pessoas reclamam do incomodo gerado por alarmes sonoros.

A alimentao de energia ser feita por uma fonte externa de 9V e 700 mA.

Inicialmente o Gerenciador de Temperatura Digital foi alimentado apenas pela

energia enviada pelo computador hospedeiro atravs da porta USB. Porm, o

constante crescimento deste circuito eletrnico fez surgir a necessidade de uma

alimentao de energia mais eficaz.

O Gerenciador de Temperatura Digital far uma leitura de temperatura a cada

30 segundos. Se a temperatura ultrapassar a marca de 25 graus o alarme ser

ligado e s voltar a desligar na prxima leitura, se caso esta estiver abaixo de 26

graus. Essas regras foram adotadas para os primeiros testes no datacenter da

reitoria da Unipampa, mas podem ser alteradas conforme a necessidade.

No computador hospedeiro so gerados relatrios, tambm chamados de

arquivos log, que registraro histricos de temperatura a cada nova leitura, com

informaes de data e hora. Tambm sero registradas a temperatura mdia e a

55

mais elevada, sendo que nesta ltima tambm constar o horrio em que ocorreu.

Essas informaes sero importantes no momento em que se fizer necessria a

averiguao de algum incidente envolvendo a temperatura interna do datacenter. A

figura abaixo mostra como esses relatrios so acessados por uma estao de

trabalho via rede interna.

Figura 27 - Acesso aos relatrios de histrico de temperaturas


A idia inicial era que o Gerenciador de Temperatura Digital fosse fabricado

em uma caixa de acrlico, criada especialmente para este fim. Porm, no dia 30 de

setembro de 2009, o site http://www.globo.com publicou uma matria com o

empresrio gacho Andr Ruschel, desenvolvedor do ThinEco, um computador

ecologicamente correto fabricado dentro de uma caixa de papelo. Os motivos que

levaram o empresrio a fazer este experimento foram:

a) contribuio para o desenvolvimento sustentvel, a partir da utilizao de

material reciclvel;

b) menor ndice de superaquecimento, se comparado com outros materiais

como metal e plstico;

c) menor custo de fabricao.

O ThinEco serviu de motivao para que o Gerenciador de Temperatura

Digital tambm viesse a ser construdo dentro de uma caixa de papelo. O resultado

desta idia pode ser visto na figura abaixo.

56

Figura 28 - Gerenciador de Temperatura Digital em fase final


6.2 IMPLANTAO

Antes da implantao do Gerenciador de Temperatura Digital no datacenter

da Reitoria da Unipampa, foram feitos alguns ajustes necessrios para o bom

funcionamento.

O visor LCD passou por uma regulagem de contraste, pois na sua

configurao inicial as informaes mostradas ficaram um pouco indefinidas quando

vistas de um ngulo diferente do central. Com o auxilio de uma chave de fenda

pode-se regular o trimpot, que aumenta e diminui o contraste conforme o ndice de

resistncia aplicada passagem de energia.

Tambm foram feitos alguns testes de preciso com o auxilio de um

termmetro adquirido no mercado local. Os testes acusaram que o Gerenciador de

Temperatura Digital mostra um resultado equivalente, algumas vezes com um

mximo de 2C a menos que o modelo adquirido no mercado local. Esta diferena

pode ser justificada se for levado em considerao que o sensor do termmetro fica

localizado na parte interna do aparelho, sob uma proteo de plstico. Diferente do

que ocorre com o LM35 utilizado no Gerenciador de Temperatura Digital, que fica

exposto ao ambiente. O termmetro adquirido no mercado local tambm apresentou

um maior ndice de variao de temperatura. A figura abaixo mostra um dos testes

feitos, que registrou um momento de equivalncia de temperatura entre os dois

produtos.

57

Figura 29 - Gerenciador de Temperatura Digital e Termmetro


O alarme funcionou de forma eficaz. Foram simuladas temperaturas mais

altas pressionando-se o sensor LM35 com os dedos, a fim de se gerar calor. O

resultado foi satisfatrio.

A ltima etapa do projeto foi instalar o produto no datacenter que fica

localizado no prdio da reitoria da Unipampa, fato este que aconteceu na manh do

dia 18 de novembro de 2010.

O servidor de AD, que possui o sistema operacional Windows 2008 Server

instalado, passou a ser tambm o computador hospedeiro configurado para gerar os

relatrios com histricos de temperatura. Estes ficam armazenados em um diretrio

com acesso restrito atravs da rede ethernet local. Os relatrios so gerados em

arquivos de extenso txt, reconhecidos por grande parte dos editores de texto.

O primeiro relatrio analisado foi o referente ao dia 18 de novembro de 2010.

A temperatura ficou na mdia de 29C, acima dos 25C definidos como limite pelo

Gerenciador de Temperatura Digital. Por consequncia o alarme soou na maior parte

do tempo.

Esse resultado mostra que a reitoria da Unipampa deve tomar uma

providncia em relao temperatura do seu datacenter, principalmente se for

considerado que a temperatura aconselhvel para este tipo de ambiente, segundo a

empresa Locaweb (2010), de no mximo 23 C.

A figura abaixo mostra o produto j instalado no datacenter.

58

Figura 30 - Gerenciador de Temperatura Digital instalado no datacenter


Conforme planejado, o Gerenciador de Temperatura Digital foi instalado na

parte superior do rack, facilitando sua visualizao. O sensor de temperatura foi

instalado na parte interna ao fundo, pois este o ponto onde a temperatura fica mais

alta. Isso pode ser justificado pelo fato de os computadores, os roteadores, bem

como grande parte dos equipamentos de TI possuem seus coolers localizados na

parte traseira do equipamento. A figura abaixo mostra como foi fixado o sensor de

temperatura ao rack.

Figura 31 - Sensor de temperatura fixado ao rack


59

CONCLUSO

Vrios fatores so levados em conta no momento de se julgar o sucesso de

um determinado projeto. Nos pargrafos seguintes sero citados alguns que foram

decisivos no desenvolvimento deste trabalho.

O mercado da tecnologia dispe de ferramentas para suprir as mais variadas

necessidades, inclusive para gerenciamento de temperatura. Algumas solues

foram analisadas. Uma delas foi o Termmetro IP que, entre outras qualidades,

possui acesso via web. Porm, o seu valor de mercado ainda muito alto para boa

parte das organizaes.

A importadora SoloStocks, que comercializa o Termmetro IP, tambm

oferece o Datalogger, que um produto mais simples (sem acesso via web) para

gerenciamento de temperatura. Todavia, ainda que o custo do Datalogger seja mais

baixo, o produto peca por no possuir um alarme sonoro para alertar anomalias na

temperatura.

O mdulo NetBotz 200, da fabricante APC, tambm se mostrou uma soluo

interessante. Assim como ocorre com o Termmetro IP, este tambm possui acesso

via web. Uma vantagem encontrada no produto da APC o comprimento do cabo

que liga o sensor de temperatura AP9335T, que, de acordo com seu manual de

instrues, de 3,96m. Tambm importante destacar que a cada mdulo podem

ser conectados at seis sensores de temperatura, que um ponto relevante para

organizaes em constante crescimento que pretendem aumentar os pontos de

coleta de temperatura ao longo do tempo. Essa uma limitao encontrada nos

produtos importados pela SoloStocks, que possuem apenas um sensor de

temperatura.

60

Os produtos encontrados no mercado, ainda que muito bons, no se

mostraram fiis na relao custo/benefcio. Este foi um dos motivos que motivaram o

desenvolvimento de um Gerenciador de Temperatura Digital, que trouxe ao projeto a

possibilidade de se criar algo novo, aproveitando vantagens de cada uma das

solues.

Assim como ocorre no mdulo NetBotz 200, o Gerenciador de Temperatura

Digital d a possibilidade de se conectar at seis sensores de temperatura, sendo

que cada sensor sai por um preo consideravelmente menor que o do produto da

APC. Um sensor de temperatura AP9335T para mdulo NetBotz 200 custa $ 69,11,

enquanto que um sensor de temperatura LM35, utilizado no Gerenciador de

Temperatura Digital, com resistores e alguns metros de fio, custa cerca de R$ 10,00.

O Gerenciador de Temperatura Digital hoje carece de um sistema para

acesso e configurao via web, como possuem o NetBotz 200 e o Temmetro IP. A

soluo para isso poderia ser a instalao de uma Ethernet Shield, que prov acesso

via rede ao Arduino. Uma placa como esta custa em torno de R$ 140,00 no site

mercadolivre.com.br. No est afastada a possibilidade de projetos futuros com a

instalao de uma Ethernet Shield ao Gerenciador de Temperatura Digital, pois

ainda assim o custo/benefcio mais satisfatrio em relao s demais solues. J

est em pauta o desenvolvimento de uma nova verso do produto com um servidor

web incluso.

O Datalogger possui um registro das quatro mil ltimas leituras de

temperatura, que podem ser vistas somente no visor do produto. Essa caracterstica

tambm foi otimizada no Gerenciador de Temperatura Digital, que registra no

computador hospedeiro um histrico com a hora e a temperatura a cada 30

segundos, apresentando tambm informaes qualificadas como temperatura mais

alta do dia, com o respectivo horrio, e temperatura mdia.

O Gerenciador de Temperatura Digital ainda possui algumas caractersticas

nicas, como utilizao de material reciclvel em parte do seu desenvolvimento,

instalao do visor LCD externamente ao rack de servidores e alarme com alertas

visual e sonoro.

Considerando apenas aspectos tcnicos de cada soluo fica difcil saber qual

delas se enquadra melhor para suprir a necessidade em questo. Porm, quando se

considera o custo/benefcio, o desenvolvimento do Gerenciador de Temperatura

Digital torna-se a opo mais vantajosa para a Reitoria da Unipampa, que foi o local

61

escolhido para a implantao desta soluo. A figura abaixo mostra um grfico

aproximado de valores de cada um dos produtos.

Figura 32 - Valor de cada soluo encontrada


Tambm importante destacar que, por este trabalho ser apresentado em

mbito acadmico, a escolha por desenvolver um produto por completo, abrangendo

todas as fases (desde os estudos iniciais at a implantao), enriquece o

conhecimento do aluno e faz do resultado obtido algo extremamente gratificante.

62

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS

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OLIVEIRA, Jlio C. Lopes. Projetronic curso de eletrnica. Disponvel em

. Acesso em: 18 outubro 2010.

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PROVANTAGE SUPERSTORE, site de compras. Disponvel em:

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27 julho 2010.

REYMOND, Gerson. Arduino, crie seu prprio rob ou sensores inteligentes.

Disponvel em: . Acesso em: 02 agosto 2010.

SOLOSTOCKS, site de compras. Disponvel em: .

Acesso em: 28 outubro 2010.

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WIKIPEDIA, Ensiclopdia digital. Disponvel em: . Acesso

em 25 julho 2010.

64

ANEXOS

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ANEXO A CDIGOS FONTE COMENTADOS

A1 Cdigo fonte em linguagem de programao Processing inserido no

microcontrolador do Arduino, para a apresentao da monografia. Para o

desenvolvimento deste cdigo foi utilizado o editor de programao Arduino 018.

#define SOM 1500 //definio da frequencia em que vibrar o som do alarme.

#include //biblioteca utilizada pelo visor LCD

int ledPin = 13; //varivel que representa o LED azul, conectado ao pino 13 digita.l

int ledPin_red = 7; //varivel que representa o LED vermelho, conectado ao pino 7 digital.

int analogPin = 0; //varivel que representa o LM35, conectado ao pino 0 analgico.

int valAnalog; //varivel que armazenar o valor lido pelo LM35.

int temperatura; //varivel que armazenar o valor da temperatura gerada.

byte caracter[8] = { //criao do caracter para escrever C no LCD B00100,

B01010,

B00100,

B00000,

B00000,

B00000,

B00000,

B00000

};

LiquidCrystal lcd (12, 10, 11, 5, 4, 3, 2) //define pinos do LCD que sero utilizados

void setup()

{

pinMode(ledPin, OUTPUT); //define pino 13 (led) como sada digital.

pinMode(ledPin_red, OUTPUT); //define pino 7 (led vermelho) como sada digital.

Serial.begin(9600); //determina a velocidade de transmisso da porta serial.

lcd.createChar(0, caracter); //ativa caracter }

void loop() //linhas de cdigo que sero executadas continuamente.

{

lcd.begin (16,2); //inicia o LCD com 2 linhas e 16 colunas para caracteres.

lcd.print(Temperatura:); //escreve a palavra temperatura na primeira linha do LCD. valAnalog = ana

tcc_michel.pdf

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